《Sustainability》：An Integrated KANO–AHP–AIGC Framework for the Sustainable Design of Science Popularisation Systems in Wetland Parks: A Case Study of Science Brochures
本研究针对湿地公园科普传播中存在的高度主观性与供需失衡问题，以南京龙袍长江省级湿地公园为案例，构建了一套数据驱动、面向可持续设计的整合框架，将NVivo（质性数据分析软件）、层次分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）、KANO模型、人工智能生成内容（Artificial Intelligence Generated Content, AIGC）以及模糊综合评价（Fuzzy Comprehensive Evaluation, FCE）整合为闭合循环方法体系。研究人员通过实地调研与文献综述构建了湿地数据库，对73名用户进行访谈并利用NVivo提取核心主题。基于15位专家的两两比较，AHP确定特色植物（全局权重0.314）与珍稀鸟类（0.275）为优先设计元素。KANO模型将20项科普主题分为必备属性（N=5）、一维属性（N=2）和魅力属性（N=8）。随后采用AIGC生成三模块科普宣传册（湿地植物、鸟类观测与文化叙事）。FCE验证基于60份有效问卷，确认三个模块均达到"优秀"等级，验证了该框架的有效性。本研究为湿地科普传播提供了可复制、可持续的设计范式。
湿地被誉为"地球之肾"，是支撑生物多样性、维持生态平衡并提供文化服务的重要生态系统。长江中下游流域的湿地公园不仅具有突出的生态价值，更承载着中华文明的生态智慧和精神遗产。在国家推进"文化自信"与"科普能力建设"的背景下，提升公众湿地保护意识已成为湿地公园发展的关键环节。
早期湿地研究多聚焦于生态修复与景观规划，近年来逐渐向文化服务和公众感知领域拓展。与此同时，随着湿地保护与生态旅游的不断融合，公众对科普传播的需求已从简单的知识传递转向沉浸式、系统化的认知体验。然而，当前湿地科普实践普遍存在形式单一、内容同质化等问题，难以满足公众对深度体验的需求，存在着主观性强、供需失衡的突出问题。现有研究虽已初步建立"要素提取—知识转化—设计验证"的基础范式，但仍存在研究对象集中于成熟湿地、对长江下游冲积平原等特色区域关注不足；缺乏对科普内容筛选与视觉转化的系统探索；研究方法多依赖质性或单一案例分析，未能建立适用于更广泛场景的设计框架等局限。
在此背景下，研究人员以江苏省最大长江湿地——南京龙袍长江省级湿地公园为案例，开展了一项整合多方法学的数据驱动设计研究。该研究旨在构建湿地文化生态资源数据库，开发并应用AHP-KANO集成模型进行设计元素优先级排序与科普内容分类，利用AIGC辅助生成三模块科普宣传册，并通过FCE验证所提出的设计方法论，最终形成适用于不同湿地类型和受众特征、覆盖"研究—设计—评估—优化"全过程的端到端解决方案。该研究成果发表在《Sustainability》期刊，在理论层面丰富了湿地科普传播的方法论框架，在实践层面为长江中下游流域湿地公园提供了可复制的设计范式。
研究采用的关键技术方法主要包括五个阶段：第一阶段，运用NVivo v15.0软件对文献、政策文件和游客反馈进行质性内容分析，提取高频文化意象和核心科普内容，构建湿地自然—文化数据库。样本队列来源包括42.46%本地居民、24.66%游客、27.40%湿地工作者和5.48%社区工作人员，共73人参与半结构化访谈。第二阶段，构建AHP模型，邀请来自景观设计、湿地生态、文化遗产和科普传播领域的15位专家进行两两比较判断，通过几何均值法聚合判断矩阵，计算各指标权重并检验一致性（CR<0.1），以量化科普内容的优先级。第三阶段，基于AHP权重设计KANO问卷，采用五点评分法收集用户对20项科普主题的反馈，通过正反向配对问题与Better–Worse系数计算，将需求属性分为必备（Must-be, M）、一维（One-dimensional, O）、魅力（Attractive, A）、无关（Indifferent, I）和反向（Reverse, R）五类，并进行策略性内容呈现规划。第四阶段，开展生态色彩采样和生物形态提取，运用Midjourney v6.1文本生成图像模型进行提示词工程（prompt engineering）和视觉生成，同时使用ChatGPT-4o大语言模型优化科普叙事文本，经Adobe Photoshop v25.0后期处理，完成三模块宣传册的版面设计、图形创作和信息组织。第五阶段，采用FCE方法，基于AHP-derived的五个评价指标（视觉表现力、教育价值、区域独特性、文化深度、公众情感共鸣），邀请65名具有湿地参观或科普产品使用经验的公众、保护人员、设计研究人员及本地居民参与评价，获得60份有效问卷，构建模糊评价矩阵，应用加权平均模糊合成算子计算综合评定向量，以"优秀（Excellent）""良好（Good）""合格（Pass）""不合格（Fail）"四级评分标准验证设计方案。
研究结果部分按照原文结构依次展开。
**3.1 龙袍湿地文化资源多源数据采集与预处理**
**3.1.1 目标文化资源盘点。** 基于实地调查和文献综述，研究人员对龙袍湿地的文化生态资源进行了系统分类。南京龙袍长江省级湿地公园位于南京市六合区，总面积2690.95公顷，是江苏省最大的长江湿地，拥有典型的冲积平原生态系统，是候鸟重要栖息地和南京都市区生态屏障。其自然资源包括361种维管植物（含银杏、苏铁等国家重点保护植物）、197种鸟类资源（含45种珍稀濒危物种），生态恢复工作使Baer's Pochard（青头潜鸭）和Oriental Stork（东方白鹳）等国家一级保护鸟类回归，白鹭种群五年增长近50倍，曾灭绝的Chinese Tit（震旦鸦雀）于2011年重建稳定种群。文化资源涵盖历史传说（因乾隆皇帝传说得名）、民俗非遗（多米诺骨牌灯、龙舟竞渡）、饮食文化（省级非遗"蟹黄汤包"、端午"芦篙"食俗）以及"渠—塘—岸—岛"生态恢复模式（2023年纳入国家技术规程）。
**3.1.2 用户意图调查。** 研究人员开发了半结构化访谈指南，从情感联结和文化记忆角度探究 legends（传说）、folklore（民俗）、traditional crafts（传统手工艺）、daily life（日常生活）和local industries（地方产业）五个维度。访谈转录稿经NVivo 15三级编码：开放式编码生成自由节点，二级编码整合相似概念，选择性编码构建树状结构，形成4个一级节点、8个二级节点、157个参考点的编码系统。词频分析显示"芦苇"（8.83%）、"汤包"（5.16%）、"国家重点保护动植物"（3.81%）、"震旦鸦雀"（3.03%）等高频词，进一步细化显示"汤包"（14.86%）在饮食类中认知度最高，"芦苇"（12.90%）和"震旦鸦雀"（15.09%）分别代表植物和珍稀鸟类类别，"自然保护"（6.04%）和"乾隆"（4.08%）反映生态意识与历史叙事的交织，为后续模块分类和内容聚焦提供了数据支撑。
**3.2 AHP模型分析与设计元素优先级排序**
**3.2.1 层次模型构建。** 研究人员从科普绘本的教育性、审美性、地域性和情感性四大核心功能出发，构建了目标层（Z）、准则层（A）和方案层（B）的三层次评价模型。准则层包含视觉表现力（A1）、教育价值（A2）、区域独特性（A3）、文化深度（A4）和公众情感共鸣（A5）五项核心指标；方案层涵盖通过实地调查、文献分析和NVivo词频分析确定的六项核心文化元素：饮食文化（B1）、特色植物（B2）、珍稀鸟类（B3）、传统手工艺（B4）、民俗活动（B5）和民间传说（B6）。
**3.2.2 判断矩阵构建与权重分析。** 研究人员严格采用标准Saaty 1-9标度，通过"问卷星"平台（v4.0）收集15位专家的两两比较数据，以几何均值法聚合判断矩阵。所有矩阵均通过一致性检验（CR<0.1）。结果表明，区域独特性（权重0.426）和教育价值（0.301）为决定性准则，视觉表现力（0.091）权重最低。全局权重计算确定B2特色植物（0.314）和B3珍稀鸟类（0.275）为核心设计元素（≥0.20），据此开发"湿地植物图鉴"和"湿地鸟类观测手册"两个独立模块；其余四项文化元素整合为"龙袍文化故事集"模块，其中权重较高的民俗活动（B5）和民间传说（B6）获得更突出展示，饮食文化（B1）和传统手工艺（B4）以凝缩形式呈现。该分类直接指导了后续设计和版面规划。
**3.3 KANO模型开发与科普内容属性分类**
**3.3.1 科普内容获取。** 基于前述分析，研究人员将内容组织为"湿地植物指南""湿地鸟类观测手册"和"龙袍文化故事集"三个特色模块，并通过实地调查和专家访谈开发了20项具体科普主题，涵盖生态基础、地标物种和文化背景三个维度，建立KANO分析框架。植物指南模块包含7个核心内容板块，从芦苇生态功能到保护植物识别；鸟类观测手册模块以震旦鸦雀和青头潜鸭等旗舰物种为中心，涵盖7个鸟类相关主题；文化故事集模块包含6项内容，探索地名传说和传统手工艺，整合自然生态与人文历史。
**3.3.2 KANO问卷分析。** 研究人员设计了面向18-65岁潜在读者（含学生、教师、自然爱好者和本地居民）的KANO问卷，基于20项科普主题设置正反向配对问题。共发放110份问卷，回收有效问卷107份，有效率97%。运用SPSS 26.0进行统计分析，按照KANO属性分类规则计算各内容项的分类指标。
**3.3.3 基于Better–Worse系数的内容呈现策略。** 通过Better–Worse系数计算，20项科普主题被分为四类属性（表8必备属性占5项（25%），包括"龙袍地名起源""国家重点保护鸟类观测"等基础内容，必须完整呈现；一维属性2项（10%），如"震旦鸦雀的'再发现'"和"传统芦苇编织技艺"，满足度与满意度正相关；魅力属性8项（40%），涵盖"渔民转型故事""季节物候图"等情感共鸣内容，能带来惊喜体验；无关属性5项（25%），如"多米诺骨牌灯祈福文化""湿地植物适应性分析"，因用户敏感度低予以排除。Better系数反映需求满足时的满意度提升（值越接近1改善越大），Worse系数衡量未满足时的满意度下降（值越接近-1影响越严重）。基于ASC值排序，必备属性以区域文化渊源和基础生态认知为中心，Worse系数低于-78%，需采取基础框架策略；一维属性涵盖旗舰物种保护和生态智慧传承，Better系数超过54%，需深入拓展；魅力属性聚焦生态转型故事和互动体验，Better系数76%-86%，需沉浸式体验设计。此外，研究人员结合KANO模型结果与AHP权重，对同一属性类别内的科普内容进行二次优先级排序，实现了AHP定量排序与用户主观体验的有效互补。
**3.4 龙袍湿地科普宣传册视觉系统构建**
**3.4.1 色彩系统的科学提取与界定。** 研究人员通过实地采样和图像分析，从湿地生态和文化特征中提取并界定了科学色彩层级：植物指南采用"芦苇黄"象征生态背景，鸟类观测采用"河岸蓝"反映水域特征，文化叙事采用"大地赭"呼应历史遗产。功能细分中，绿色标注保护植物，红色警示入侵物种，金色突出保护成就。该色彩标准在专业工具系统化整合下实现了科学准确性与视觉美观性的平衡。
**3.4.2 图形符号的精练与视觉转译。** 研究人员为各模块开发了配套的图形符号系统：植物指南采用科学插画和简化轮廓突出关键植物结构以实现精准识别；鸟类观测手册强调保护鸟类的典型轮廓并融入情境符号增强叙事性；文化叙事模块对传统元素进行现代化转译——卷轴水墨质感用于传说、工具分解图用于手工艺、信息图表用于保护实践。该方法在保持风格一致性的同时，通过可视化技术优化了科学传播效果。
**3.5 龙袍湿地科普宣传册设计方案**
**3.5.1 信息架构、版面设计与角色开发。** 研究人员围绕叙事主线开发了信息架构和角色设计。宣传册以"小江"与其"爷爷"的对话为叙事线索，结构化为三个模块。小江被设定为好奇的年轻探索者，身着户外装备，佩戴震旦鸦雀主题棒球帽、携带折叠双筒望远镜和标本笔记本，以湿地灵感色彩体现新一代探索精神。爷爷为从前渔民转变为守护者，传统罩衫配现代巡护标识，"渔网化为望远镜"的视觉隐喻象征身份转变和代际智慧。二者共同将知识传播转化为发现之旅的情感体验。
**3.5.2 模块设计方案呈现。** 各模块采用差异化的版面语言。"龙袍民俗集"模块以仿折装全书函开本开篇，营造历史卷轴展开感；故事版面各异："芦苇编织"采用中央聚焦设计和分步插画，"禁渔护河"以双栏对比格式并置历史照片与当前巡护活动。AIGC工具支持内容创作：ChatGPT精炼科普叙事文本，Midjourney以"classical Chinese ink wash aesthetics（古典中国水墨美学）"等提示词生成传说视觉，以"realistic watercolor style, cross-section view（写实水彩风格、剖面视图）"生成美食图像，最终构图在Photoshop中精修。"湿地植物图鉴"模块整合标本展示和系统分析，保护植物以科学插画配合拟人化对话呈现，物候和芦苇功能等主题通过循环图和剖面图展示，Midjourney提示词强调"highly realistic, botanically accurate scientific illustration（高度写实、植物学精确的科学插画）"等科学准确性要求。"湿地鸟类观测手册"模块从物种识别递进至宏观生态，"鸟类护照"章节采用统一模板标准化照片和生态图标，进阶页面以连续插画呈现"红胁蓝尾鸲的回归"和互动地图展示"候鸟迁徙路线"，震旦鸦雀被开发为卡通形象作为湿地象征统一视觉。
**3.6 基于FCE方法的设计方案验证**
为定量验证设计方案，研究人员采用FCE方法（见2.5节）。邀请65名具有湿地参观或科普产品使用经验的公众、保护人员、科普设计研究人员和本地居民进行独立评价，排除逻辑矛盾或不完整问卷后，回收60份有效问卷，有效率92.3%。五项评价指标对应AHP-derived指标：视觉吸引力、教育价值、区域独特性、文化深度、公众情感共鸣。评价等级V={优秀(v1), 良好(v2), 合格(v3), 不合格(v4)}。
统计分析各指标下各等级频率并计算隶属度值，获得各模块模糊评价矩阵R。应用准则层权重向量W = {0.091, 0.301, 0.426, 0.136, 0.046}（表5a），采用加权平均模糊合成算子M(·,+)计算综合评定向量B：
植物图鉴：B1 = {0.462, 0.386, 0.135, 0.016}
鸟类图鉴：B2 = {0.524, 0.345, 0.096, 0.017}
文化图鉴：B3 = {0.492, 0.379, 0.103, 0.017}
FCE结果确认三个宣传册均达到"优秀"等级，隶属度分别为0.462（植物）、0.524（鸟类）和0.492（文化），表明设计不仅满足了必备需求（如准确物种识别），还成功交付了魅力特征（如代际叙事、生态修复故事），验证了KANO–AHP–AIGC框架的有效性。其中鸟类宣传册得分最高（0.524），与其同时涵盖一维属性和魅力属性的KANO分析结果一致。
讨论部分，研究人员从三个维度进行了分析。与既往研究相比，本研究发展了端到端解决方案，集成NVivo质性分析、AHP–KANO定量建模和AIGC辅助设计，弥合了用户需求与有形设计成果之间的鸿沟。研究创新体现在三个方面：建立了完整的"NVivo→AHP→KANO→AIGC→FCE"方法闭环；引入用户—专家双重权重机制，通过AHP全局权重与KANO属性分类的交叉验证；提供了可复制的AIGC辅助可视化工作流程，包括针对不同内容类型的提示词工程策略。实践应用层面，该框架可直接应用于湿地公园科普宣传册开发、互动装置设计指导、其他湿地类型适配，以及AIGC提示词库支持快速视觉原型制作。局限性包括样本主要来自本地利益相关者、静态宣传册交互性有限、AI仍需人工监督，且研究仅聚焦于单一湿地公园的科普宣传册设计，可能影响结论的普适性。此外，研究人员指出近期研究日益认识到湿地生态系统对人类身心健康的贡献，未来迭代可考虑增加"湿地与人类健康"第四模块，探讨湿地环境健康效益、湿地资源传统养生实践以及基于自然的康复等主题，以契合健康导向生态旅游和One Health（同一健康）框架的全球趋势。未来研究应在不同类型湿地、多元区域文化语境和其他科普传播系统（如数字展示、互动装置、移动应用）中应用和验证该设计框架。
研究结论指出：在长江全面保护和生态文明建设的背景下，本研究以南京龙袍长江省级湿地公园为案例，开发了数据驱动的科普宣传册设计框架。理论层面，建立了整合质性分析（NVivo）、定量决策（AHP–KANO）、智能视觉生成（AIGC）和闭环验证（FCE）的跨学科方法论框架，推动设计范式从经验驱动向数据驱动转变。实践层面，研究证明AIGC技术能够快速生成风格化视觉材料和叙事场景，为文化遗产视觉转译和自然科学普及提供了高效路径。基于研究发现，研究人员向科普材料开发从业者提出以下建议：内容优先于视觉——根据用户优先级分配设计资源，生态真实性和教育价值应引导视觉决策而非相反；平衡KANO三层需求——确保所有必备内容完整呈现，按影响力比例拓展一维内容，选择性添加魅力内容以创造难忘时刻；将AIGC作为起草工具而非最终作者——AI生成视觉需要专家审核科学准确性，尤其是物种识别和生态表征；将五阶段工作流程作为起点——数据库→权重→分类→可视化→验证的序列可迁移至其他湿地类型和区域语境。研究成果为龙袍湿地的文化传播和生态教育提供了直接应用平台，方法论对其他保护地的科普产品开发具有重要借鉴意义。未来工作将该框架扩展至增强现实、虚拟现实等数字交互媒体，并探索AIGC在沉浸式科普体验中的深度融合。
